23、超表面材料网络流量分析与特性研究

超表面材料网络流量分析与特性研究

1. 超表面跟踪基础

在超表面（HSF）的研究中，通常假定其固定在墙壁上且为正入射情况。移动对象的位置可以采用以 HSF 为参考点的球坐标来表示，进而得到反射角。针对不同的情况，能够追踪发射器和接收器相对于 HSF 的位置，并计算出每种情况下所需的超表面编码。

2. 网关模型

为开展流量分析，HSF 需配备至少一个网关。网关的主要职责是收集入射角和反射角的变化情况，并对 HSF 进行重新编程，以适应这些变化。具体的操作步骤如下：
- 当任意角度的变化超过预先定义的角度步长 a 时，网关会为每个单元计算新的状态。
- 为节省电力，网关仅与需要改变状态的单元进行通信。
为实现这一方法，网关需具备以下能力：
1. 拥有外部传感能力，用于获取入射角 {θi, φi}。
2. 与其他外部设备进行通信，以获取目标方向 {θr, φr}。
3. 能够计算相位分布 Φmn，从而依据相关模型确定每个单元的状态。

3. 嵌入式控制器网络

这里假设采用一种简单的 HSF 设计，即每个控制器驱动一个单元。控制器之间通过内部网络相互连接，并与网关相连，其目的主要有两个：
- 网关向控制器发送重新配置请求。
- 控制器向网关发送确认数据包。
为模拟 HSF 在网关和控制器之间进行信号传输的速度，需要对芯片互连进行建模。这里采用特定的网络拓扑和异步通信方式。

4. 评估方法

采用 MATLAB 脚本模拟移动过程，并获取相应的单元状态矩阵。具体的操作流程如下：
1. 根据 HSF、照明源和